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Ballet aérien: comment les avions se remplissent de carburant dans les airs

(CNN) – Imaginez que vous descendez l’autoroute à 70 miles par heure et que la jauge de carburant de la voiture est en train de se vider.

Juste devant, il y a un camion-citerne traînant un long tuyau attaché à un panier qui flotte à quelques pieds au-dessus du sol.

En approchant du pétrolier, une sonde se lève de l’aile avant de la voiture. Si vous manœuvrez habilement et placez correctement l’extrémité de la sonde dans le panier, le carburant commence à couler du camion-citerne dans votre réservoir d’essence.

Maintenant, déplacez tout le processus à 30 000 pieds dans les airs, à plus de 300 miles par heure, dans la turbulence, la nuit, par mauvais temps – et où il n’y a tout simplement pas de possibilité de s’arrêter sur le côté de la route si vous manquez de gaz.

Le ravitaillement en vol est une opération standard, mais difficile et critique pour les forces aériennes du monde entier. Au lieu d’exiger un ou plusieurs atterrissages sur le chemin vers une cible, la capacité d’étendre la portée et l’endurance d’un avion militaire en vol est devenue un multiplicateur de force – augmentant la portée et la capacité – dans la planification et l’exécution de la mission.

Encore une autre invention britannique

Les «boffins» militaires britanniques ont été à l’origine de nombreuses inventions qui ont changé le visage de la guerre. Ces scientifiques, ingénieurs et chercheurs ont mis au point des chars, des radars et des réacteurs. Les porte-avions ont des catapultes pour lancer des avions dans les airs et des postes de pilotage inclinés pour les capturer lorsqu’ils atterrissent, tout cela grâce à l’innovation britannique.

Mais l’invention la plus importante – certainement pour un pilote à court de gaz – pourrait être le ravitaillement en vol.

Au tout début de l’aviation, des pilotes pionniers ont expérimenté des méthodes grossières de transfert de carburant d’un avion à un autre. Deux biplans à vol lent volaient en formation rapprochée, l’un au-dessus de l’autre, et un tuyau de carburant était tombé dans le plan inférieur.

Une fois que le tuyau à fléau a été capturé par un passager dans le cockpit ouvert et solidement connecté au réservoir de carburant, la gravité a fait le reste du travail, le carburant s’écoulant du «pétrolier» vers le «récepteur».

Bien que ces expériences aient fonctionné – jusqu’à un certain point – la première solution pratique de ravitaillement en vol a été développée par le pionnier de l’aviation britannique Alan Cobham dans les années 1930.

Cobham a d’abord conçu le système de «tuyau en boucle», qui était une mise à jour assez grossière des premières expériences qui ont ajouté un mécanisme de grappin – pour aider à sécuriser une connexion – à l’avion récepteur.

À la fin des années 40, l’US Air Force (USAF) a été l’un des premiers à adopter le système de flexibles en boucle, équipant les transports à hélices comme des pétroliers et des bombardiers comme récepteurs pour cette première version de la technologie d’extension de la gamme.

Sonde et drogue contre le boom volant

Les limites du système de flexibles en boucle, dont la vitesse relativement lente nécessaire pendant les opérations, ont conduit Cobham’s Flight Refueling Ltd. (FRL) à développer le premier système de sonde et de drogue pratique.

Maintenant, la plupart des avions pourraient être équipés d’un long tube – la sonde – que le pilote récepteur relierait à un panier attaché à l’extrémité d’un tuyau – la drogue – déployée à partir d’une bobine attachée à l’avion-citerne.

En 1949, un avion de chasse Meteor de la Royal Air Force est resté en l’air pendant plus de 12 heures lors de la première démonstration pratique du système.

Tandis que FRL poursuivait le développement de sondes et de drogues, outre-Atlantique, l’USAF recherchait un système de ravitaillement en vol qui pourrait transférer de grandes quantités de carburant à ses grands bombardiers à réaction stratégiques assoiffés.

Pour répondre à cette exigence, Boeing a développé le système de ravitaillement en vol “boom volant”. Au lieu d’exiger que le pilote de queue termine la connexion, un opérateur de rampe dans le pétrolier contrôle la position de la rampe, la faisant “voler” dans le réservoir de ravitaillement de l’avion récepteur, qui se tient juste derrière.

Bien que l’USAF ait utilisé un système de sonde et de drone sur certains de ses premiers avions de chasse tactiques, elle s’est finalement normalisée sur les opérations de la flèche volante pour tous les avions de sa flotte.

Mais les aviateurs rivaux de l’USAF dans la marine américaine se sont installés sur le système de sonde et de drogue, qui continue d’être utilisé aujourd’hui.

Les forces aériennes du monde entier ont un mélange des deux systèmes, entraîné par la source de leurs avions. S’ils pilotent des chasseurs F-15 Eagle ou des transports C-17 comme l’USAF, par exemple, ils doivent faire le plein à partir d’un pétrolier à flèche volante. La plupart des autres avions militaires se connectent à des systèmes de sondes et de drogues.

Tankers aériens

Les premiers avions ravitailleurs ont été des bombardiers Boeing KB-29 / KB-50 Superfortress modifiés de la Seconde Guerre mondiale, identifiés par un “K” comme avion-citerne. Ils ont été suivis du KC-97 Stratofreighter, plus rapide et plus grand.

Mais dans les années 1950, ces avions à hélices à pistons se sont efforcés de voler assez vite pour faire le plein en toute sécurité des chasseurs à réaction et des bombardiers nouvellement créés de la journée. Les chasseurs pouvaient être suspendus en l’air à basse vitesse lorsque le pétrolier était à plein régime.

Un pétrolier à réaction rapide était nécessaire rapidement, et le KC-135 de Boeing était la solution. Plus de 800 Stratotankers ont été livrés à l’USAF à partir de 1957, et des versions remotorisées, mises à jour et spécialisées de l’avion sont toujours dans la flotte.

L’avion de ligne sœur du KC-135, l’emblématique Boeing 707, a été modifié en tant que transporteur-citerne par de nombreuses forces aériennes, équipé de systèmes de sonde et de drogue.

Dans les années 1980, l’USAF a ajouté le McDonnell Douglas KC-10 Extender à la flotte, un trijet à fuselage large basé sur l’avion de passagers DC-10. Les Boeing 767 à double jet ont également été modifiés en tant que ravitailleurs pour les forces armées d’autres pays.

Les derniers ravitailleurs, l’Airbus A330 MRTT (Multi Role Tanker Transport) et le Boeing KC-46 (basé sur le 767) – ont été construits pour répondre aux exigences des opérations modernes de l’armée de l’air.

Boeing travaille également sur le MQ-25 Stingray, un système de ravitaillement en vol sans pilote basé sur un porte-avions. L’US Navy prévoit d’intégrer le drone de ravitaillement à sonde et à drogue dans une aéronef aérienne de transporteur d’ici 2024.

En route vers une opération de boom volant entièrement autonome, Airbus a récemment démontré le premier ravitaillement entièrement automatique entre un A330 MRTT d’Airbus et un chasseur F-16 de l’armée de l’air portugaise. Destiné à réduire la charge de travail de l’opérateur de la flèche et à accroître la sécurité, le système commencera la certification en 2021.

Le britannique RAF VIP Voyager “Vespina” – utilisé par les ministres du gouvernement britannique et la famille royale – effectue des missions de ravitaillement en vol parallèlement à son rôle de VIP. Il a récemment subi un travail de peinture sur le thème d’Union Jack, mais est maintenant de retour en service.

Le RAF VIP Voyager

Le RAF VIP Voyager “Vespina” ravitaille deux jets Lightning II le 26 juin 2020.

Caporal Alex Scott / Ministère britannique de la Défense 2020

Piquer le panier

CNN Travel s’est entretenu avec le capitaine à la retraite de l’Aviation royale canadienne, Mark Baird, un pilote et instructeur des chasseurs McDonnell Douglas CF-18 Hornet de l’ARC.

Conçus à l’origine pour l’US Navy, ces avions polyvalents sont conçus pour le ravitaillement en carburant des sondes et des drogues. La sonde rétractable du CF-18 se trouve à environ sept ou huit pieds en arrière du nez de l’avion lorsqu’elle est déployée.

“Alors que vous vous approchez du panier, la vague d’arc [of air] du Hornet repousse le panier loin de vous. Vous devez essayer de ne pas regarder le panier. Lorsque vous vous en approchez, vous le faites très lentement. Lorsque vous vous éloignez de quelques mètres du panier, vous vous arrêtez et vous le laissez se stabiliser », explique Baird.

Une fois le contact établi avec la drogue, celle-ci se verrouille en place, le pilote du récepteur vole vers l’avant pour permettre au dévidoir de se rétracter de 25 pieds – puis le carburant commencera à couler. Le pilote peut se déconnecter à tout moment en réduisant la puissance et en manoeuvrant vers le bas et loin de la drogue.

«À l’extrémité de la nacelle qui tient le dévidoir, il y a un ensemble de voyants rouge, vert et orange, et lorsque le voyant passe au vert, le carburant coule», explique Baird. “En fonction de la quantité de carburant dont vous avez besoin, vous pouvez être là-bas de cinq à 15 minutes, et vous brûlez du carburant pendant que vous faites le plein.”

Lors d’un long déploiement multi-poke à travers l’Atlantique, Baird aurait pu faire le plein de cinq à sept fois, en s’assurant toujours que son avion avait suffisamment de carburant pour voler vers un aéroport s’il y avait des problèmes mécaniques avec le système de ravitaillement.

“Si vous endommagez votre avion, ou si vous ne pouvez pas caresser parce que vous êtes nerveux ou en turbulence – eh bien, les niveaux de stress peuvent devenir très élevés.”


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